科技成果

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成果名称: 柱塞气举排水采气关键工具及配套技术规模应用

成果登记号: 9612021Y1044

第一完成单位: 中国石油股份有限公司长庆油田分公司

联 系 人: 陈鹏

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新装备

技术领域: 新能源与节能

应用行业: 采矿业

成果简介:

天然气作为清洁能源,在促进节能减排、绿色环保、优化能源结构等方面发挥着重要作用,鄂尔多斯盆地作为国家最重要的天然气生产基地,近年来发展迅速,年产天然气已达448亿方,占国内天然气生产总量的23.7%,承担着向北京、上海、西安等12个大中城市供气的任务,对国家能源安全、国民经济发展起到重要作用。

在天然气在开采过程中,储层中的凝析液或地层水会在井筒内聚集形成积液,严重时会造成气井产量迅速下降,甚至停产以至报废。

因此对气田开发特别是挖掘有水气藏的生产潜力、提高气田采收率,已成为国内外天然气生产的重大技术难题。

长庆油田针对致密气藏压力低、产气量低、易积液等特点,以技术有效性、经济性和智能化管控为导向,经过不懈的研究和试验攻关,成功研发了“一体化控制器、防井筒积液回流柱塞座落器、高效密封柱塞和智能控制方法”的气井柱塞气举排水采气关键装置及配套技术,实现了柱塞气举技术精细调参、高效排液,为低产气井提供了经济适用的排液采气技术,制定了技术标准,对国内外同类气田开发起到了示范引领作用。

主要创新成果如下: (1)创新研制了将柱塞气举控制器、太阳能供电系统和套压传感器设计为一体的集成化柱塞气举控制器,功耗仅为15mw、防护等级IP65,具有能耗低、稳定性高、安装维护方便等特点;同时针对柱塞气举控制运行,形成了基于最佳举液量的压力微升控制模式,最小漏失量的时间优化模式,实现柱塞气举井自动优化控制,保证柱塞高效举液(ZL201510010009.5)。

(2)创新研制了2寸连续速度管柱塞气举装置,实现了气井投产初期高产阶段的节流降压生产,生产中期连续油管作为速度管柱排液稳生和生产后期柱塞气举排液生产至气井废弃,满足气井全生命周期稳定高效生产要求(ZL201610505189.9)。

(3)研发的自缓冲柱塞将缓冲装置与柱塞一体化设计,简化了柱塞气举技术座落器及投放工艺,有效降低技术应用成本(ZL201610896919.2)。

(4)创新研发了重量轻、耐腐蚀非金属柱塞,降低了启动压差,提高了柱塞举液密封性能,耐腐蚀性能卓越,解决了低压低产、强腐蚀环境气井生产难题(ZL2015.1.0387046.8)。

(5)发明了能够实时监测气井积液位置和井底流压的柱塞,耐温200℃、耐压100MPa,抗撞击力200KN,开发了柱塞气举智能控制系统,自动及时调整柱塞运行制度,气井产量提高10%(ZL201310114415.7)。

(6)研制了集涡流排液与柱塞气举一体化工具,在柱塞气举井下缓冲装置上设计单流阀和密封胶筒,发明了涡流柱塞和防液体回流座落器,有效减少柱塞举液滑脱损失(ZL201310449933.4)。

(7)发明了本体密封弹簧锁定一体式、井口缓冲分体式、环密封阀杆开关式、滑块自膨胀密封压力控制式4种结构不关井气举柱塞,满足了出砂井、大斜度井和不同产量井排水采气需求,提高了气井生产效率ZL201510062660.7、ZL201110380019.X、ZL201010175193.6。

该成果已授权发明专利12件、实用新型专利20件,发表论文8篇,制定石油行业标准1项,获国际装置发明银奖。

在靖边、榆林、神木、宜川-黄龙、新疆、海南福山、山西煤层气、长北壳牌、苏南道达尔等气田成功应用了4060口井,累计增气33.6亿方,创效40.3亿元,成为致密气藏经济有效开发主体排水采气技术,经济和社会效益显著。